16.12.22 г. Пятница. Гр. 501,401
Здравствуйте, уважаемые студенты, записывайте дату, тему и выполняйте необходимые записи(ВСЁ подряд не пишите, читайте, выбирайте, можно составить план, ЕСЛИ ЕСТЬ ВИДЕО, НАДО ПОСМОТРЕТЬ ,ВЫПОЛНИТЬ ПО НЕМУ ЗАПИСИ, МНОГО НЕ НУЖНО ПИСАТЬ. Материала может быть выложено много, но это не значит, что всё надо записывать! После этого, сфотографируйте и отошлите мне на почту rimma.lu@gmail.com . Тетрадь привезете, когда перейдем на очную форму обучения.)Справа находится АХИВ БЛОГА , смотрите дату и номер своей группы
моя почта : rimma.lu@gmail.com Жду ваши фотоотчеты!
Тема 19: Агрегатные состояния веществ и водородная связь. Твердое, жидкое и газообразное состояния веществ. Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. Водородная связь.
Агрегатные состояния веществ и водородная связь. Твердое, жидкое и газообразное состояния веществ. Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. Водородная связь.
Водородная связь. Образование водородной связи обусловлено спецификой водорода как элемента, атом которого состоит из протона и электрона. В соединениях водорода с атомами более электроотрицательных элементов на атоме водорода возникает частичный положительный заряд. Такой атом может взаимодействовать с неподеленными парами электронов атома электроотрицательного элемента соседней молекулы, в результате между молекулами возникает дополнительная межмолекулярная связь.
Водородная связь – это связь, которая образуется между положительно заряженным атомом водорода одной молекулы и отрицательно заряженным атомом сильно электроотрицательного элемента другой молекулы.
Чем больше электроотрицательность атома, с которым соединяется атом водорода, тем больше энергия водородной связи.
Водородная связь наиболее характерна для соединений фтора и кислорода, менее для соединений – азота. Образование водородной связи приводит к ассоциации (соединению) молекул.
Рассмотрим образование водородной связи между двумя молекулами воды. В молекуле воды связь О-Н сильно полярная. На атоме кислорода сосредоточен отрицательный заряд, а на атомах водорода – положительный. Это приводит к притяжению атома водорода одной молекулы воды к атому кислорода другой молекулы – возникает водородная связь.
В кристаллах льда, снега каждая молекула воды связана водородными связями с четырьмя соседними – за счет атомов водорода и двух неподеленных электронных пар атома кислорода. Следовательно, образование водородной связи обусловлено как электростатическим, так и донорно-акцепторным взаимодействием. В результате образуется ажурная (с большими пустотами) структура льда. Из-за этого плотность льда меньше, чем плотность воды.
Способностью к ассоциации обладают молекулы как неорганических, так и органических соединений (вода, аммиак, спирты и др.)
Водородная связь как и ковалентная, имеют направленность в пространстве и насыщаемость.
Длина водородной связи больше длины обычной ковалентной связи, энергия – в 10-20 раз меньше. В связи с этим водородные связи малоустойчивы и довольно легко разрываются (например, при таянии льда и кипении воды). Но на разрыв этих связей требуется дополнительная энергия, поэтому температуры плавления и кипения веществ, в которых молекулы ассоциированы, оказываются выше, чем у подобных веществ, но без водородных связей. Например, между молекулами фтороводорода и воды образуются водородные связи, а между молекулами хлороводорода и сероводорода – практически нет.
Водородная связь служит причиной некоторых важных особенностей воды – вещества, которое играет огромную роль в процессах, протекающих в живой и неживой природе. Она в значительной мере определяет свойства и таких биологически важных веществ, как белки и нуклеиновые кислоты, а поэтому имеет большое значение в химии жизненных процессов.
3. Газообразные, жидкие и твердые вещества.
Из курса физики и повседневной жизни вам известно, что в зависимости от условий окружающей среды, и в первую очередь от температуры и давления, вещества могут находиться в одном из трех основных агрегатных состояний: газообразном, жидком и твердом. Каждое агрегатное состояние отличается от другого расположением частиц друг относительно друга и характером их движения. При переходе вещества из одного состояния в другое состав его частиц не изменяется, изменяется лишь их взаимное расположение.
Газообразное состояние. В газообразном состоянии вещество не имеет собственной формы и объема. Оно занимает весь предоставленный ему объем и принимает форму сосуда. Газы обладают большой сжимаемостью и образуют однородные смеси. Эти свойства газов обусловлены тем, что расстояния между их молекулами в десятки раз превышают размер самих молекул. На таком расстоянии практически отсутствует межмолекулярное взаимодействие. Газообразное состояние характеризуется полной неупорядоченностью расположения молекул друг относительно друга. Молекулы в газах движутся хаотически. Если газы в смеси не реагируют между собой, то они сохраняют свою химическую индивидуальность, и поэтому многие физикохимические свойства таких систем могут быть выведены по правилу аддитивности: суммированием характеристик образующих их газов с учетом их мольных долей. Например, средняя молярная масса смеси газов X, Y, Z определяется так:
М(Х + Y + Z) = х(Х) • М(Х) + X(Y) • М(Y) + *(Z) • М(Z),
где х(Х), x(Y)> x(Z) — мольные доли газов X, Y, Z;
М(Х), М(Y), М(Z) — молярные массы газов X, Y, Z.
Четвертое агрегатное состояние — плазма, которая представляет собой ионизированный газ.
Жидкое состояние
В отличие от газов, в жидкостях молекулы расположены ближе друг к другу и удерживаются силами межмолекулярного взаимодействия (рис. 226). Это подтверждает, например, тот факт, что один объем воды образуется в результате конденсации 1300 объемов пара. Расстояние между частицами в жидкостях невелико, поэтому жидкости обладают незначительной сжимаемостью, при данной температуре им присущ определенный объем. Чтобы заметно уменьшить их объем, требуется очень большое давление. В то же время силы межмолекулярного притяжения в жидкостях недостаточно велики, чтобы придать им определенную форму. Молекулы в жидкости свободно перемещаются друг относительно друга, поэтому жидкости обладают текучестью и приобретают форму содержащего их сосуда.
Следовательно, жидкости по структуре и свойствам занимают промежуточное положение между газообразными и твердыми веществами. С повышением температуры жидкости усиливается беспорядок во взаимном расположении частиц, что приближает их к газам. При понижении температуры упорядоченность внутренней структуры возрастает, что сближает их с твердыми веществами.
Твердое состояние
В твердом агрегатном состоянии среднее расстояние между образующими вещество частицами сопоставимо с их размерами, а энергия взаимодействия значительно превышает их среднюю кинетическую энергию. Частицы, образующие твердое вещество, не могут свободно перемещаться друг относительно друга, они лишь совершают колебательные движения около положения равновесия. Этим объясняются наличие у твердых веществ определенного объема и формы, их механическая прочность и незначительная сжимаемость. В зависимости от строения и физических свойств твердые вещества подразделяют на аморфные и кристаллические.
Вещества в аморфном состоянии характеризуются некоторой упорядоченностью частиц, расположенных только в непосредственной близости друг от друга (так называемый ближний порядок), поэтому они изотропны, т. е. их физические свойства не зависят от направления. Проведем опыт. Нанесем на поверхность стекла тонкий ело расплавленного воска и дадим ему застыть. Коснемся застывшего вещества раскаленной иглой. Вокруг иглы воск расплавится. При этом пятно расплавленного воска примет форму круга. Следовательно, теплопроводность стекла не зависит от направления.
Аморфные вещества не имеют определенной температур плавления. При нагревании они постепенно размягчаются, начинают растекаться и, наконец, становятся жидкими. При охлаж- дении они так же постепенно затвердевают.
Аморфные вещества по структуре представляют собой переохлажденные жидкости. Подобно жидкостям они проявляют cвойства текучести, т. е. при длительном действии сравнительно не больших сил постепенно изменяют свою форму.
Примерами веществ в аморфном состоянии могут служить стекла, смолы, клеи, большинство полимеров и т. д.
Кристаллическое состояние
Большинство твердых веществ в окружающем нас мире являются кристаллическими. Для этого состояния характерно строго определенное расположение частиц во всем объеме кристалл (дальний порядок), поэтому в отличие от аморфных кристаллические вещества обладают анизотропией, т. е. их физические свойства (прочность, теплопроводность и т. д.) неодинако вы в различных направлениях. Так, если вышеописанный опыт проделать на гладкой поверхности гипса, то пятно расплавленного воска примет форму эллипса. Значит, теплопроводность гипса в одном направлении более высокая, чем в других.
Кристаллическое вещество в отличие от аморфного плавите; при строго определенной температуре, которую называют температурой плавления. Температура плавления — одно и важнейших физических свойств вещества, измеряя ее, можно определить чистоту данного вещества.
Тема 20:Чистые вещества и смеси. Понятие о смеси веществ. Гомогенные и гетерогенные смеси.
Чистое вещество содержит частицы только одного вида. Примерами могут служить серебро (содержит только атомы серебра), серная кислота и оксид углерода (IV) (содержат только молекулы соответствующих веществ). Все чистые вещества имеют постоянные физические свойства, например, температуру плавления (Тпл) и температуру кипения (Ткип).
Вещество не является чистым, если содержит какое-либо количество одного или нескольких других веществ – примесей.
Загрязнения понижают температуру замерзания и повышают температуру кипения чистой жидкости. Например, если в воду добавить соль, температура замерзания раствора понизится.
Смеси состоят из двух или более веществ. Почва, морская вода, воздух – все это примеры различных смесей. Многие смеси могут быть разделены на составные части – компоненты – на основании различия их физических свойств.
Различают гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные) смеси. Особенностью гомогенной смеси является то, что между компонентами такой смеси не наблюдается поверхности раздела. В этом случае говорят, что данная смесь является однофазной (фаза часть системы отделенная от других частей видимой поверхностью раздела). В пределах одной фазы физические свойства компонентов сохраняются постоянными. К гомогенным системам относятся истинные растворы (размер частиц растворенного вещества соотносится с размерами частиц растворителя и составляет ≤10-9м).
Особенностью гетерогенной смеси является то, что мы можем наблюдать поверхность раздела между ее компонентами. При переходе из одной фазы компонента в другую его свойства резко изменяются. Гетерогенные смеси иначе называются дисперсные системы. Дисперсные системы состоят из дисперсионной среды (растворитель, непрерывная фаза) и дисперсной фазы (растворенного вещества или прерывистой фазы)
К гетерогенным смесям относятся дисперсные системы (размер частиц растворенного вещества значительно превышает размер частиц растворителя и составляет ≥10-9м). Смеси, в которых размер частиц вещества составляет 10-7 -10-9 м, относятся к коллоидным системам.
К дисперсным системам относятся:
- суспензии, смесь, состоящая из твердой и жидкой фазы (обозначение Т/Ж; Т- дисперсная фаза, Ж – дисперсионная среда)
- эмульсии, смесь из 2-х и более несмешивающихся жидкостей (обозначение – Ж/Ж. Дисперсная фаза и дисперсионная среда жидкости различающиеся по плотности и температурам кипения).
Более подробно данные системы будут рассмотрены в теме растворы и дисперсные системы.
1.5. Методы разделения смесей
Традиционными методами, которые используются в лабораторной практике с целью разделения смесей на отдельные компоненты, являются:
фильтрование,
декантация (в химической лабораторной практике и химической технологии механическое отделение твёрдой фазы дисперсной системы (суспензии) от жидкой путём сливания раствора с осадка),
разделение с помощью делительной воронки,
центрифугирование,
выпаривание,
кристаллизация,
перегонка (в том числе фракционная перегонка),
хроматография,
возгонка и другие.
Фильтрование. Для отделения жидкостей от взвешенных в ней мелких твердых частиц применяют фильтрование (рис.37), т.е. процеживание жидкости через мелкопористые материалы – фильтры, которые пропускают жидкость и задерживают на своей поверхности твердые частицы. Жидкость, прошедшая через фильтр и освобожденная от находившихся в ней твердых примесей, называется фильтратом.
В лабораторной практике часто применяют гладкие и складчатые бумажные фильтры (рис.38), сделанные из непроклеенной фильтровальной бумаги.
Для фильтрования горячих растворов (например, с целью перекристаллизации солей), применяют специальную воронку для горячего фильтрования (рис.39) с электрическим или водяным обогревом).
Часто применяют фильтрование под вакуумом. Фильтрование под вакуумом используют для ускорения фильтрования и более полного освобождения твердой фазы от жидкой. Для этой цели собирают прибор для фильтрования под вакуумом (рис.40). Он состоит из колбы Бунзена, фарфоровой воронки Бюхнера, предохранительной склянки и вакуум-насоса (обычно водоструйного).
В случае фильтрования суспензии малорастворимой соли кристаллы последней могут быть промыты дистиллированной водой на воронке Бюхнера для удаления с их поверхности исходного раствора. Для этой цели используют промывалку (рис.41).
Декантация. Жидкости могут быть отделены от нерастворимых твердых частиц декантацией (рис.42). Этот метод можно применять, если твердое вещество имеет большую плотность, чем жидкость. Например, если речной песок добавить в стакан с водой, то при отстаивании он осядет на дно стакана, потому что плотность песка больше, чем воды. Тогда вода может быть отделена от песка просто сливанием. Такой метод отстаивания и последующего сливания фильтрата и называется декантацией.
Центрифугирование. Для ускорения процесса отделения очень мелких частиц, образующих в жидкости устойчивые суспензии или эмульсии, используют метод центрифугирования. Этим методом можно разделить смеси жидких и твердых веществ, различающихся по плотности. Разделение проводится в ручных или электрических центрифугах (рис.43).
Разделение двух несмешивающихся жидкостей, имеющих различную плотность и не образующих устойчивых эмульсий, можно осуществить с помощью делительной воронки (рис.44). Так можно разделить, например, смесь бензола и воды. Слой бензола (плотность = 0,879 г/см3) располагается над слоем воды, которая имеет большую плотность ( = 1,0 г/см3). Открыв кран делительной воронки, можно аккуратно слить нижний слой и отделить одну жидкость от другой.
Выпаривание (рис.45) – этот метод предусматривает удаление растворителя, например, воды из раствора в процессе нагревания его в выпарительной фарфоровой чашке. При этом выпариваемая жидкость удаляется, а растворенное вещество остается в выпарительной чашке.
Кристаллизация – это процесс выделения кристаллов твердого вещества при охлаждении раствора, например, после его упаривания. Следует иметь в виду, что при медленном охлаждении раствора образуются крупные кристаллы. При быстром охлаждении (например, при охлаждении проточной водой) образуются мелкие кристаллы.
Перегонка - метод очистки вещества основанный на испарении жидкости при нагревании с последующей конденсацией образовавшихся паров. Очистка воды от растворенных в ней солей (или других веществ, например, красящих) перегонкой называется дистилляцией, а сама очищенная вода – дистиллированной.
Фракционная перегонка (дистилляция) (рис.46) применяется для разделения смесей жидкостей с различными температурами кипения. Жидкость с меньшей температурой кипения закипает быстрее и раньше проходит через фракционную колонку (или дефлегматор). Когда эта жидкость достигает верха фракционной колонки, то попадает в холодильник, охлаждается водой и через аллонж собирается в приемник (колбу или пробирку).
Фракционной перегонкой можно разделить, например, смесь этанола и воды. Температура кипения этанола 780С, а воды 1000С. Этанол испаряется легче и первым попадает через холодильник в приемник.
Возгонка – метод применяется для очистки веществ, способных при нагревании переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние. Далее пары очищаемого вещества конденсируются, а примеси, не способные возгоняться, отделяются.
Тема 17,18 : БИОЦЕНОЗ И ЕГО УСТОЙЧИВОСТЬ. ПРОВЕРКА ЗНАНИЙ ПО ТЕМЕ.
ОТКРОЙТЕ ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК С.106 ПАРАГРАФ 15. ПРОЧИТАЙТЕ, СОСТАВЬТЕ ПЛАН, С.114, ВОПРОС 1 -ПИСЬМЕННО ОТВЕТИТЬ.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА.
ВЫПОЛНИТЕ ТЕСТЫ
1. 1. Все факторы живой и неживой природы, воздействующие на особи, популяции, виды называют:
1. абиотическими
2. биотическими
3. экологическими
4. антропогенными
2. 2. Факторы, вызывающие загрязнение окружающей среды, связанные с деятельностью человека, называют
1. ограничивающими
2. антропогенными
3. биотическими
4. абиотическими
3. 3. Пищевые связи в экосистеме называются
1. абиотическими
2. антропогенными
3. биотическими
4. ограничивающими
4. 4.Антропогенными называют факторы,
1. связанные с деятельностью человека
2. абиотического характера
3. биотического характера
4. определяющие функционирование агроценозов
5. 5. Антропогенный фактор, действуя на живую природу, не носит закономерного характера, поэтому у организмов
1. сформировались к нему различные приспособления
2. не сформировались к нему приспособления
3. выработались к нему защитные реакции
4. большинство мутаций сохраняется естественным отбором
6. 6. Совокупность связанных между собой и со средой обитания видов, длительное время обитающих на определенной территории с однородными природными условиями, представляет собой
1. экосистему
2. биосферу
3. сообщество
4. агроценоз
7. 7. Роль организмов редуцентов в экосистеме состоит в
1. использовании солнечной энергии
2. образовании органических веществ из неорганических
3. разрушении органических веществ до минеральных
4. образовании симбиотических связей с растениями
8. 8. Организмы продуценты, консументы, редуценты – структурные основные компоненты
1. биогеоценоза
2. вида
3. популяции
4. биосферы
9. 9. Примером природной экосистемы служит
1. пшеничное поле
2. оранжерея
3. дубрава
4. теплица
1. 10.В экосистеме смешанного леса к первичным консументам относятся
1. лоси, зубры
2. кроты, бурозубки
3. зайцы, косули
4. клесты, снегири
5. волки, лисицы
6. синицы, поползни
11 11. Ряд организмов, в котором от прешествующего организма к следующему происходит передача вещества, называют
1. экологической пирамидой массы
2. экологической пирамидой энергии
3. цепью питания
4. саморегуляцией
12 12.Первоначальным источником веществ и энергии в большинстве экосистем являются
1. бактерии
2. грибы
3. животные
4. растения
13 13.Конкуренция в экосистеме существует между
1. дубом и березой
2. березой и трутовиком
3. елью и белкой
4. дубом и белым грибом
14 14.Конкуренция в водоеме существует между щукой и
1. окунем
2. пескарем
3. карасем
4. бобром
15 15. Отношения паразита и хозяина состоят в том, что паразит
1. вступает в симбиотические связи с хозяином
2. приносит вред, но обычно не приводит к быстрой гибели хозяина
3. становится конкурентом для хозяина
4. во всех случаях приводит к гибели хозяина
16 16. Конкуренция – это отношения между
1. хищниками и жертвами
2. живыми организмами и абиотическими факторами
3. паразитами и хозяевами
4. организмами со сходными потребностями
17 17. Разнообразие видов, переплетение цепей питания в экосистеме служит показателем
1. ее изменения
2. ее устойчивости
3. ее закономерного развития
4. конкуренции видов
18 18. Наземные цепи питания, в основе которых лежат пищевые связи, начинаются с растений, так как
1. они обеспечивают все живые организмы пищей и энергией
2. на Земле существует огромное разнообразие растений
3. растения расселились во все среды обитания
4. численность растений каждого вида очень высока
19 19.Определите правильно составленную пищевую цепь
1. семена ели – еж – лисица
2. лисица – еж – семена ели
3. семена ели – мышь – лисица
4. мышь – семена ели – еж
20 20. Большое разнообразие цепей питания, сбалансированный круговорот веществ в экосистеме обеспечивают ее
1. динамичность
2. целостность
3. смену
4. сходство с агроценозом
2 21.Прогрессивное уменьшение биомассы и энергии от продуцентов и консументами, а от них к редуцентам называют
1. круговоротом веществ
2. правилом экологической пирамиды
3. развитием экосистемы
4. законом превращения энергии
22 22. Показателем процветания популяций в экосистеме служит
1. связь с другими популяциями
2. связь между особями популяций
3. ее высокая численность
4. колебание численности популяций
23 23. Численность популяций колорадского жука, завезенного из Америки в Европу, сильно возросла из-за
1. благоприятного здесь климата
2. более снежных зим
3. более влажного климата
4. отсутствия его врагов
24 24.Регуляции численности популяций животных в целях их сохранения способствует
1. выращивание культурных растений
2. выращивание домашних животных
3. полное прекращение промысла животных
4. упорядочение промысла ряда животных
25 25. К сокращению численности травянистых растений в лесу могут привести следующие антропогенные факторы:
1. увеличение численности лосей и зубров
2. вытаптывание растений туристами
3. увеличение нор грызунов
4. сбор редких растений для букетов
5. вырубка дуплистых деревьев
6. загрязнение среды обитания растений
26 26. К увеличению численности мышевидных грызунов в еловом лесу могут привести следующие биотические факторы:
1. сокращение численности сов, ежей, лис
2. большой урожай семян ели
3. увеличение численности паразитов
4. рубка деревьев
5. глубокий снежный покров зимой
6. уменьшение численности паразитов
27 27. Сохранению популяций и видов промысловых животных способствует
1. полный запрет на охоту
2. вселение их в новую экосистему
регуляция численности частичным запретом на охоту
полное уничтожение их врагов
